Väyläviraston julkaisuja xx/2019 Liite 2 / 1 (1)

Väyläviraston julkaisuja 18/2020

INFRAMALLINNUKSEN TOIMINTALINJA Suositus vuosille 2020-2025

  

Heidi Kotiranta

Inframallinnuksen toimintalinja

Suositus vuosille 2020–2025

Väyläviraston julkaisuja 18/2020

 

Väylävirasto

Helsinki 2020   

 

       

Verkkojulkaisu pdf (www.vayla.fi) ISSN 2490-0745 ISBN 978-952-317-769-7                    

Väylävirasto PL 33 00521 HELSINKI Puh. 0295 34 3000

Väyläviraston julkaisuja 18/2020 3

Esipuhe  Tämä julkaisu on osa Heidi Kotirannan Pro Gradu -työtä, joka toteutettiin Väylän toimeksiannosta Lappeenrannan–Lahden teknillisessä yliopistossa osana kauppatieteiden maisterin tutkintoa. Väylän ohjaajina toimivat Tarmo Savolainen ja Kristiina Laakso. Heidän lisäkseen kommentteja antoivat muut asiasta kiinnostuneet organisaation asiantuntijat. Helsingissä helmikuussa 2020 Väylävirasto Hankkeet/Hankehallinta  

   

Väyläviraston julkaisuja 18/2020 4

Sisältö

1  JOHDANTO ........................................................................................................................ 5 1.1  Tausta ja lähtökohdat .................................................................................................. 5 

2  HANKINTOJEN KEHITTÄMIS- JA OHJAUSMALLI .................................................... 6 2.1  Kypsyysmatriisi .............................................................................................................. 6 2.2  Kehittämisen tärkeimmät elementit ....................................................................... 7 

2.2.1  Lyhyen aikavälin tavoitteet ........................................................................... 7 2.2.2  Toimintalinjat ..................................................................................................... 8 2.2.3  Pitkän aikavälin tavoitteet............................................................................. 8 

LÄHTEET ........................................................................................................................................ 9  LIITTEET Liite 1 Kypsyysmatriisi Liite 2 Lyhyen aikavälin tavoite ja tehtävät Liite 3 Jatkokehitys seuraaville vuosille   

Väyläviraston julkaisuja 18/2020 5

1 Johdanto

1.1 Tausta ja lähtökohdat

Väylä on sitoutunut kesällä 2019 pääjohtajan allekirjoituksella Rasti-projektin visioon rakennetun ympäristön tiedonhallinnan standardisoinnista: "Määritelty ja säädelty tieto virtaa kattavasti rakennetun ympäristön koko elinkaaren läpi. Toimintaa tukevat yhteen toimivat tietopalvelut ja järjestelmät. Tiedon jakami-nen perustuu avoimiin kansainvälisiin standardeihin." (Heiskanen, Henttinen, Hyvärinen, Manninen, Liukas, Perttula, Saarentaus & Savisalo 2019, 20). Rastin tavoitteet tähtäävät vuoteen 2030. Kehittämistyön tarkoituksena on saavuttaa tietomallinnuksen tuomat hyödyt. Smith (2014) listaa hyödyiksi vähenevät suunnitteluvirheet, parantuneen suun-nittelun laadun, paremman tuottavuuden, lyhyemmän rakennusvaiheen ja pie-nentyneet kustannukset. Muita hyötyjä ovat lyhyempi hankkeen kokonaiskesto, parantunut laatu ja aikataulutus (Bryde, Broquetas & Volm. 2013). Tämä julkaisu on kooste, kokonaisuudessaan englanniksi kirjoitetusta, pro gradu -tutkielmasta. Julkaisuun on koottu työn Väylälle keskeisimmät asiat, kuten tutkimuksen lähtökohdat, löydökset ja kehitysehdotukset. Tapaustutkimuksen keskiössä oli tietomallintamisen tiedonhallinnan prosessi ja erityisesti tiedon siirto. Työn tuloksista on tehty suositus road map ja toimenpide-ehdotukset vuosille 2021 ja 2025. Lähtökohtana Väylän toiminnassa on, että jokainen hanke toteutettaisiin tieto-mallipohjaisesti ja avoimia tiedonhallinnan standardeja käyttäen parhaalla mahdollisella tavalla. Tietomallien laatua ei kuitenkaan ole mitattu tai valvottu talotasoisesti. Tietomallintamisen vieminen eteenpäin on nojannut vahvasti yksilöihin, joiden oma kiinnostus on ajanut tietomallinnuksen kehitystyötä. Tietomalleista saadaan täysi hyöty irti, kun ne ovat käytössä koko väylän elin-kaaren aikaisen prosessin suunnittelusta ylläpitoon. Tutkimukselle asetettiin seuraavia konkreettisia tavoitteita:

- määritellä organisaation tietomallintamisen taso yleisesti - luoda työkalu, jolla kehitystä voidaan seurata - määritellä toimintaa ohjaavat perusperiaatteet - ehdotuksia tietomallinnukseen liittyvän tiedon ja tietotaidon kehittämi-

seen Väylän organisaatiossa ja prosesseissa Seuraavat kappaleet esittelevät matriisin, jolla tietomallintamisen tasoa mitat-tiin yleisesti ja jolla kehitystä voidaan seurata. Haastattelulöydökset ja kirjalli-suus yhdessä loivat pohjan kehittämisen perusteille sekä toimintalinjoille.

Väyläviraston julkaisuja 18/2020 6

2 Hankintojen kehittämis- ja ohjausmalli

2.1 Kypsyysmatriisi

Tietojohtamisen yhtenä keskeisenä ajatuksena on hiljaisen tiedon siirtyminen koodattuun (kirjoitettuun, numeeriseen) muotoon nelivaiheisen prosessin tuloksena. Tietomallinnuksen onnistunut käyttö nojaa vahvasti siihen, että malleihin saadaan kerättyä riittävästi dataa ja datan käyttämiseen liittyvä tieto-taito on saatu siirrettyä henkilöstölle. Väylän nykyisessä toimintamallissa tietoa siirretään henkilöltä toiselle kasvotusten. Tämän haastattelutuloksen todenta-miseksi tiedon säilytettävyyden (knowledge retention) astetta mitattiin Väylän organisaatiossa Arif et al. (2012) luomalla mittaristolla. Tuloksista selvisi, että tiedon säilyttämisen (sis. tiedon jakamisen, tiedon muuttamisen kirjoitettuun muotoon, dokumentoidun tiedon tallentamisen, tallennetun tiedon uudelleen-käytön) taso oli alhainen. Tulos selittää osaltaan myös tietomallinnukseen liittyvän tietotaidon puutteellisen siirron organisaation sisällä. Ensimmäinen tutkimuslöydös oli organisaation tiedonsiirron tapa, joka ei tue tietomalli-pohjaisten työskentelytapojen leviämistä laaja-alaisesti. Tiedon siirtymisen lisäksi yleinen katsaus tietomallinnuksen tasoon toteutettiin kypsyysmatriisin avulla. Lähtötason selvittämiseksi mitattavaksi arvoksi vali-koitui yleisesti käytetty ja teorian suosittama tietomallinnuksen kypsyysaste. Virallisen suosituksen puuttuessa kypsyyden mittaamiseen käytettiin olemassa olevia malleja, joita muokkaamalla saatiin organisaation tarpeisiin sopiva malli. Kehitetty kypsyysmatriisi on liitteenä, Liite 1. Kansainvälistä ja kansallista käyttöä varten matriisi on julkaistu sekä suomeksi että englanniksi. Matriisissa vaakariveillä ovat arvioitavat tekijät ja pystysarakkeilla tasot nollas-ta neljään (0–4). Matriisi perustuu Succarin (2009) kuvauksiin tietomallinnuksen tasoista sekä CEN:in (2017) julkaisussa esitettyyn "BIM Maturity Map - 4 aspectsiin". Nollatasolla kuvataan tasoa ennen tietomallinnuksen käyttöön-ottoa, tasolla yksi kuvataan yksinkertaista mallintamista, tasolla kaksi mallin-nus on pääsääntöinen toimintapa, tasolla kolme mallinnus on organisaation ensisijainen omaisuudenhallinnan väline. Taso neljä kuvastaa mahdollista tulevaisuuden skenaariota, jossa malleihin linkitetään kaikki saatavilla oleva tieto. Arvioitavat vaakarivit ovat: sisältö, digitalisointi, yhteensovitus, yhteistyö, toimitustapa ja kustannusarvio. Väylän tietomallinnuksen nykytaso on 1 ja 2 välillä, laskennalliseksi nykytasoksi määriteltiin 1,5. Arvo kuvastaa keskimääräistä tietomallinnuksen käyttöä, eikä ota huomioon sitä, että mallinnusta käytettiin paikoitellen todella hyvällä tasolla ja tarkoituksenmukaisesti, mutta myös heikosti tai ei lainkaan. Tärkeä löydös on, että tasolla 1,5 tietomallinnuksen hyötyjä, kuten kustannussäästöjä, parempaa laatua ja ajansäästöä, ei vielä saavuteta. Luku on saatu matriisista merkkaamalla kunkin rivin kohdalle millä tasolla ollaan ja näin muodostettu kaikkien rivien keskiarvo. Matriisin avulla voidaan ohjata tavoitteenasettelua ja täten myös mitattavia asioita. Kypsyysmatriisin avulla voidaan toteuttaa jatkuvaa arviointia organi-saation laajuisesti, sekä yksittäisissä hankkeissa.

Väyläviraston julkaisuja 18/2020 7

2.2 Kehittämisen tärkeimmät elementit

2.2.1 Lyhyen aikavälin tavoitteet

Inframallinnuksen prosessin kehitykseen löytyi haastatteluiden perusteella neljä tasoa. [Kuva] Ylhäältä alas: iso kuva, tietomallinnuksen suunta, yhteiset toimintatavat ja toimintasuunnitelma. Väylän tietomallinnukselle on nyt määri-telty tavoitetila, jota kohti pyritään. Kehityksen tulisi myös tapahtua "ylhäältä alas", jolloin organisaatio pääsee kokonaisuutena kehitystyöhön mukaan ja nauttimaan sen tuomista hyödyistä laajasti. Tietomallinnuksen kokonaisvaltai-nen kehitys vaatii ylhäältä ohjattua johtamista ja toimintatapojen määrittelyä. Kehitystyön pitäminen tarkoituksenmukaisena vaatii tiettyjä toimintaa ohjaavia suuntaviivoja, tässä työssä ne on kuvattu neljänä toimintalinjana. Nämä määrittelevät organisaation yhteiset toimintatavat. Toimintatapojen muutta-miseen tarvitaan aktiivista työntekijöiden koulutusta ja ohjeistamistyötä. Lyhyen aikavälin tavoitteena onkin tietomallinnuksen osaamisen parantaminen organisaation sisällä laaja-alaisesti. Tämä vaatii tietoisuuden lisäämistä, jotta organisaatio on valmis sitoutumaan kansalliseen rakennetun ympäristön visioon tekemisen tasolla. Seuraava askel on konkreettisemman toiminta-suunnitelman luominen, jolla inframallinnus saadaan osaksi hankkeita yhte-näisten toimintatapojen kautta.

Konkreettisena lyhyen aikavälin tavoitteena on inframallinnuksen tason nosta-minen tasojen 2 ja 3 välille vuoden 2021 loppuun mennessä. Tason nostoa vauhdittavat toimenpiteet on jaettu kolmeen osioon, jotka liittyvät joko prosessiin, menettelytapoihin tai teknologian kehitykseen. Väylässä toiminnot on jaettu seuraavasti:

1. Ohjeet ja toimintatavat 2. Osaaminen 3. Järjestelmät ja työkalut

Ohjeet ja toimintatavat tukevat uusia järjestelmiä ja työkaluja. Esimerkkinä jatkuvasti päivittyvä tiedonhallintaohje. Toimintatapoja pyritään ohjaamaan samaan suuntaan läpinäkyvyydellä ja saatavissa olevalla informaatiolla, esimerkiksi verkossa opintomateriaalialla ja vinkeillä. Osaamisen kehittäminen toteutetaan mitattavan kypsyyden avulla. Hyvien toimintatapojen siirtäminen hankkeelta toiselle on avainasemassa, niin ikään huonojen toimintatapojen kitkeminen. Jatkuvan parantamisen mallia voitaisiin aluksi testata pilotoinnin

Iso kuva

Tietomallinnuksen suunta Väylässä

Yhteiset toimintatavat

Toimintasuunnitelma

Väyläviraston julkaisuja 18/2020 8

avulla. Toimiviksi todetut tiedon siirron mekanismit tulisi dokumentoida ja järjestelmällisesti siirtää eteenpäin. Teknologian osalta Väylän järjestelmien ja työkalujen pitäisi olla mallipohjaista työskentelyä tukevia (kehitteillä esimer-kiksi Velho, Raid-E, taitorakennerekisteri, IHKU), lisäksi ulkoisten ohjelmisto-kehittäjien tukeminen avoimilla rajapinnoilla sekä tiedonsiirtoformaateilla. Havainnollistava kuva lyhyen aikavälin kehitettävistä toiminnoista ja toimen-piteistä on kuvattu liitteessä 2. Tämä kooste esiteltiin Väylän eri toiminnoissa ja toimialoilla syksyllä 2019. Saatujen kommenttien perusteella esitetään jatkokehitysehdotukset tuleville vuosille (2020–2021). Neljä ehdotusta on nimetty ja kuvattu liitteessä 3. 2.2.2 Toimintalinjat

Väylän tietomallinnukselle haluttiin luoda selkeät pelisäännöt. Suuntaviivat palvelevat sekä haluttuina toimintatapoina, että luovat tavoitteita tulevai-suudelle. Tietomallinnuksen tulisi ajan saatossa korvata ja muokata vanhoja paperidoku-menttipohjaisia toimintatapoja mallimyönteisimmiksi. Toimintatapojen muu-toksen tulisi kuitenkin luoda arvoa tekijälle sekä sisäisille että ulkoisille sidos-ryhmille, kuten ELY-keskuksille, kansalaisille ja ohjelmistokehittäjille. Yksi suurimmista ajureista on omaisuudenhallinnan tehostuminen ja tiedon ajan-tasaisuus. Inframallinnuksen tasoa tulisi kokonaisvaltaisesti kehittää ja tähdätä tasoon 3, jolloin voitaisiin saavuttaa merkittävää hyötyä. 2.2.3 Pitkän aikavälin tavoitteet

Pitkän aikavälin tärkein kehityskohde on jatkuva arviointi ja prosessien kehittä-minen saatujen tulosten perusteella. Datan kerääminen, osaamisen ja tiedon siirron kehityksestä, tulisi suorittaa hanketasolla, esimerkiksi muiden hanke-arviointien rinnalla. Mittaristolla mitattava taso vuoteen 2025 mennessä tulisi olla keskimäärin tasolla 3. Jotta tietomallinnusta voisi kehittää täytyy yhteiset toimintatavat olla sovit-tuina. Tähän tarvitaan avuksi laajaa ohjeistamistyötä ja muita tukipalveluita. Tukipalveluista suurin onkin työntekijöiden koulutus. Koulutusta on helpompi suunnitella, jos yhteiset toimintatavat ovat vakiintuneet, kehittämiselle on selkeä suunta ja tietomallinnukselle on luotu visio. Tämä työ luo pääpiirteet kehittämiselle ja rakentaa isoa kuvaa, jotta muita kehityskohteita voidaan toteuttaa suunnitelmallisesti ja tarkoituksenmukaisesti.

1. Inframallinnus integroituna kaikissa hankkeissa, palvellen useita tarpeita luoden arvoa eri sidosryhmille.  

2. Inframallinnuksen hyödyntäminen omaisuudenhallinnassa kehittämällä prosessit siten, että hankkeen kehittämisvaiheen tiedot siirtyvät kunnossapitovaiheen käytettäväksi.  

3. Tavoitteena saavuttaa yleinen kypsyystaso 3*.  4. Väylävirasto edistää inframallinnusta aktiivisesti kansainvälisellä

tasolla yhdessä muiden Pohjoismaiden väyläviranomaisten kanssa.  *Perustuu kypsyysmatriisiin ja sen kuvaamaan tasoon 3.

Väyläviraston julkaisuja 18/2020 9

Lähteet

Arif, M., Khalfan, M., Barnard, J. & Heller, N. 2012. Assessing knowledge retention in construction consultancies: Cases from the UAE. Australasian Journal of Construction Economics and Building, 12 (2) 55-71. Bryde, D., Broquetas, M. & Volm J. M. 2013. The project benefits of Building Information Modelling (BIM). International Journal of Project Management, 31, 971–980. CEN, the European Committee for Standardization. 2017. BUSINESS PLAN. [Www document]. [Accessed 11.6.2019]. Available https://standards.cen.eu/BP/1991542.pdf

Heiskanen, A., Henttinen, T., Hyvärinen, J., Manninen, P., Liukas, J., Perttula, T., Saarentaus, J. & Savisalo, A. 2019. Rakennetun ympäristön tiedonhallinnan standardisointi - Nykytilan kartoitus ja ehdotus toimenpiteistä. Versio 1.0. [Www document]. [Accessed 15.6.2019]. Available https://rastiprojekti.com/wp-content/uploads/2019/02/RASTI-strategia-v1.pdf Smith, P. 2014. BIM implementation – global strategies. Creative Construction Conference, CC2014. Procedia Engineering, 85, 482-492. Succar, B. 2009. Building information modelling framework: A research and delivery foundation for industry stakeholders. Automation in Construction, 18, 357–375.

Liite 1Väyläviraston julkaisuja 18/2020

Linjoja ja tekstiä tussilla/kynällä.

Digitaaliset linjat, tekstit, lohkot ja symbolit 2D:nä.

Yksinkertaiset 3D objektit.

3D rakennusobjektit ilman tarkkoja

tietovaatimuksia.

3D objektit valmistajalta, sis. Tietoja toiminnasta ja

kunnossapidosta.

3D rakennusobjektit vaatimuksilla

omaisuustiedoista & ominaisuuksista.

Kaikki projekti ja O&K dokumentit linkitettynä

mallin objekteihin.Sisältö

Taso 3Taso 1 Taso 2 Taso 4Taso 0

Piirustukset kalkkipaperille tai

piirustupöytää apuna käyttäen

paperille.

2D piirustukset tietokoneella (CAD).

Piirustukset käyttäen 3D CAD/BIM.

Piirrustuksia / näkymiä BIM:stä.

Avoin BIM mitoituksella, striimattuna

mobiililaitteisiin.

Piirustuksia/ näkymiä BIM:stä striimattuna

mobiililaitteisiin. Rajoitettu paperin

käyttö.

Avoin BIM kaikella operatiivisella– ja

historiatiedolla striimattuna

mobiililaitteisiin.

Digitalisointi

Piirustukset muiden vaiheiden piirrosten

läpinäkyvästä kopiosta.

Työskentely 2D CAD:lla (DWG, DXF),

käyttäen muita työtapoja taustana.

Työskentely 3D DWG:llä, käyttäen

muita työtapoja/malleja

taustana.

Data yhteisessä palvelimessa.

Tiedostopohjainen jakaminen.

Palvelinpohjainen viestintä ja

konfliktien hallinta, kaikki linkitettynä BIM-objekteihin.

Palvelinpohjainen avoin BIM jakaminen

(IFC/inframodel) & jatkuva mallintarkastus.

Mallien ja toiminnallisten

järjestelmien välinen viestintä. Anturit

rikastuttavat malleja suoraan.

Yhteensovitus

Koordinointi suunnittelu- ja

rakennuskokouksissa.

Systemaattinen digitaalisten

työvaiheiden välinen kontrolli.

3D –visualisointi ja visuaalinen ohjaus

mallinnustyökaluissa.

Mallien järjestelmällinen

koordinointi, törmäystarkastelu.

Malleissa on kaikki tarvittava tieto rakentamiseen. Malliohjautuva

tuotanto ja kokoaminen.

BIM käyttöliittymä, kehittyneet simulaatiot.

Integroitu projektin hallinta.

Mallit ovat kaikkien osapuolten ja sidosryhmien

käytössä.

Yhteistyö

1.Piirustukset

paperilla.PDF/TIFF muodossa

tai paperilla. PDF/TIFF muodossa

tai paperilla.

Tiedostopohjainen avoin BIM jakaminen

(IFC/inframodel).PDF ja paperi.

Automaattinen datansiirto vaiheesta

toiseen, esim. rakentamisesta

kunnossapitoon.

Tiedostopohjainen avoin BIM jakaminen

(IFC/inframodel). Koontimallien

jakaminen.

Jatkuva sähköinen tiedonsiirto kaikissa

liiketoimintatehtävissä.Toimitustapa

Arvioitu perinteisin menetelmin.

Kustannusarvio ei linkity malliin.

Yksinkertaiset dataraportit, kuten

massamäärät.

Kustannusarvio tietokanta.

Malleissa on kaikki tarvittava

kustannustieto, joka linkittyy muihin

toimintoihin.

Elinkaarikustannusten laskeminen mallista.

Kustannusarvio on viides selkeä dimensio

(3D + 4D aika + 5D).Kustannusarvio

Kypsyysmatriisi

Väyläviraston julkaisuja 18/2020 Liite 2

Lyhyen aikavälin tavoite ja tehtävät

Tavoite vuodelle 2021 & tehtävät

OHJEISTUS• Tiedonhallinnan ohjeistus

• Lähtötiedot / perustiedot• Suunnittelu• Rakennus• Ylläpito

• Yleinen päivitys ohjeille tiedonhallinnan näkökulmasta

• BIM -tiedon saatavuuden ja ymmärrettävyyden parantaminen

• Avoimet verkkokurssit• Q&A, vinkit

OSAAMINEN• Mittareiden luominen projektien ja

hankkeiden mittaamiseen• Pilottiprojekti TiMaHan kautta

• Hankkeiden prosessi- ja laatuinformaatio –ohjelma

• Siirretään parhaat käytännöt• Otetaan käyttöön uusia

työkaluja• Yksinkertainen BIM lähtöinen

työskentelytapa • Miten tehdään? • Mitä pitää tuottaa? • Jatkuva parantaminen

JÄRJESTELMÄT & TYÖKALUT

• Yhteiset tietojärjestelmät:• Velho • Raid-E• Taitorakennerekisteri• IHKU• Haavi

• Tiedonsiirron formaatti perustuu kansainvälisiin standardeihin (IFC)

• Yhtenäiset projektityönteon välineet ja ohjelmistot

Saavutetaan kypsyystaso 2-3. MITEN?

Prosessi & Menettelytapa Teknologia

Väyläviraston julkaisuja 18/2020 Liite 3

Jatkokehitys tuleville vuosille 2020–2021

1. Systemaattinen käyttö suunnittelussa ja hankkeissa Tämä tarkoittaa kypsyysmatriisin kehittämistä mittariksi, jota voidaan aidosti käyttää suunnittelun ja hankkeiden arvioinnissa. Pienissä hankkeissa mittarin käyttö tulee miettiä tapauskohtaisesti. Tarkoituksena olisi pilotoida noin 10 han-ketta vuoden 2020 aikana. Hankkeissa, erityisesti suunnittelussa ja rakentami-sessa, kypsyysmatriisia muokattaisiin ja käytettäisiin myös road-map-työ-kaluna, joka veisi inframallinnusta eteenpäin. 2. Kunnossapidon tietomallin avaaminen ja sen kehittäminen Kunnossapidon tietomallin määrittely ja kehittäminen vaatii tukea uudelta tiestötietojärjestelmältä sekä muutamia innostuneita ihmisiä esimerkiksi väylänpidon puolelta. Ylläpitomallia voisi pilotoida hankkeilla ja varmistaa sen BIM-yhteensopivuus. 3. Velhon tuki inframallien kehitystyössä Seuraavina vuosina on tarkoitus ottaa harppauksia inframallien käytössä ja Velhon tuki on tärkeää. Erityisesti kohdat 1 ja 2 tulevat tarvitsemaan yhteistyötä Velhon kanssa. Velhon roolina olisikin rakentamisen ja kunnossapidon tieto-järjestelmien synkkaaminen. 4. Yhteistyö alan kanssa Suomessa ja kansainvälisesti Tulevina vuosina Väylän tulisi olla vahvasti mukana inframallien kehittämis-työssä sekä kotimaassa, että ulkomailla.  

ISSN 2490-0745ISBN 978-952-317-769-7 www.vayla.fi